三相功率變換器

1、逆變器并網(wǎng)電流環(huán)控制1連接電抗器設(shè)計Vdc圖1并網(wǎng)逆變器主電路圖并網(wǎng)逆變器主電路圖如圖1所示。濾波電感參數(shù)的計算過程如下：假設(shè)在tk時刻起始的一個開關(guān)周期內(nèi)數(shù)值近似保持不變?yōu)?Uk,電感電流平均值為iLk,電流紋波增加量為%+和減小量AIl-相等，均為AIl ,橋式逆變電路輸出 電壓波形為Ui,占空比為D,直流電壓為Vdc,開關(guān)周期為Ts,則tk即刻起始的一個開關(guān)周期內(nèi)逆變器電壓和電感電流波形如圖2所示。圖2逆變器電壓和電感電流波形由圖可知，當(dāng) tkttk + DTs 時 出l+= M Vdc-Uk DTs 當(dāng) tk+DTsttk+Ts 時, LUk門L-二 L (1 -D)Ts0化簡得：M

2、UdcUk 丁DTs = TsLLM VdcM Vdc2.IlD(1-D)Ts(D-D)Ts當(dāng)占空比D=0.5時且Vdc最大時，山達(dá)到最大 則M Vdc max TsI L max 二4LM Vdc maxT sL _4 | L max在本設(shè)計中取直流側(cè)輸入電壓最大值Vdc maxc max900V; fs=10KHz; Io=7.58A;lLmax=15%MIo=1.61A; L=6.89mH ; L=7mH。2電流環(huán)設(shè)計與仿真同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，逆變器的交流側(cè)電壓表達(dá)式為,didVd - -L - Ugd -iq dtdiqVqU9q d考慮到需要對逆變器的有功無功進(jìn)行解耦控制，因此在本設(shè)計

3、中采用基于d 軸電網(wǎng)電壓定向的控制策略，則逆變器交流側(cè)電壓表達(dá)式可變?yōu)閂d = -L 也 Ugdiqdt 9 qVq帶解耦的電流閉環(huán)控制框圖如圖 流間的解耦控制。diq.-L - - iddt3所示。可通過電流狀態(tài)反饋來實現(xiàn)兩軸電電流環(huán)的參數(shù)計算考慮主電路部分d軸電流解耦后的傳遞函數(shù)和q軸電流的控制框圖如圖4所示| drA 1/sL圖4dq軸電流控制框圖則d軸電流和q軸電流的傳遞函數(shù)分別為Gd s =KpsK|Kpwm_2LTs LsGq s =Kps K|K pwm_2LTs Ls三相逆變橋可等效為慣性環(huán)節(jié)，在采用 SPWM的調(diào)制方式時，KpWM = g，慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T為開關(guān)周期。本設(shè)

4、計中開關(guān)頻率 fs=10KHz, T=0,0001o PI調(diào)節(jié)器的零點設(shè)置為fz=50Hz,穿越頻率fc=50Hz,穿越頻率處的增益為1,故可得Ki=2nKpKps+Kifc =100 二KpwmLfTs2 + Lfs=1得 Kp=0.0064; Ki=2.0156。仿真設(shè)計控制部分鎖相環(huán)圖6控制器結(jié)構(gòu)圖FnziT圖7電流環(huán)控制框圖圖8鎖相環(huán)控制框圖采用SPWM時的仿真結(jié)果圖如下：仿真條件：直流母線電壓設(shè)置為 580V, d軸電流給定值為0; 2s時給定為1; 4秒時給定為 0.5。Kp=0.8, Ki=23。不采用過調(diào)制時的仿真如圖9所示。(a)電壓電流波形(b) d軸電流跟蹤效果圖司INIJ(c) q軸電流跟蹤效果圖2J5(d)調(diào)制比波形圖仿真條件：直流母線電壓設(shè)置為 900V, d軸電流給定值為0; 2s時給定為1; 4 秒時給定為0.5。(a)電壓電流波形(b) d軸電流跟蹤圖(c) q軸電流跟蹤效果圖(d)調(diào)制比波形圖采用SVPWM仿真結(jié)果：580V(a)電壓流波形(b) d軸電流跟蹤效果圖(c) q軸電流跟蹤效果圖900V(a)電壓電流波形圖(b) d軸電流跟蹤效果圖根據(jù)以上仿真結(jié)果可得， 將電感值減小進(jìn)行仿真。現(xiàn)將電感值減小為6Mh 直流母線電壓580V(c) d軸電流跟蹤效果圖當(dāng)電感值為14Mh時的控